[發明專利]一種基于終端直通中繼通信的資源分配方法

有效

• 申請號: 201310654633.X
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103796317B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 孫君;陶宇;邵世祥
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 奚幼堅

技術領域

本發明涉及一種基于終端直通(D2D)中繼通信的資源分配方法，利用LTE-Advanced蜂窩網絡、D2D通信和中繼技術，通過基站進行集中式的資源調度，適用于未來的混合系統(Hybrid?System)。?

背景技術

近年來，第三代合作伙伴計劃(3GPP)長期演進(LTE)技術因其展示出的高數據速率、高系統容量等優勢，得到了全球范圍內的矚目，大量的研究力量已經或正在為它的發展做貢獻。可以預見，LTE技術將是實現IMT-Advanced技術提案的堅實基礎，并且LTE技術研究現已步入了LTE-Advanced階段。?

對于蜂窩機制來說，主要優點在于便捷的資源分配和功率控制，同時明顯的缺點在于對無線頻譜資源的未充分利用，而無線頻譜緊張的問題又日益嚴峻。針對這一情況，一種新的無線接口技術，終端直通(Device-to-Device,D2D)技術被提出，以形成一種新的通信模式，一經提出便得到廣泛關注。D2D不僅工作在授權頻段，并且接受基站的協助調度，具有低成本、靈活性，可以帶來高效率的頻譜利用，緩解基站負載，降低能源消耗。未來的混合系統(Hybrid?System)中，D2D通信將是一個重要的組成部分。?

如果D2D發送端和接收端之間相距過遠，或者他們之間的直接鏈路信道質量不夠好，不足以進行D2D通信，這時候就需要借助中繼(Relay)來實現D2D通信。但是，利用D2D用戶附近的空閑用戶來充當移動中繼進行D2D通信，將會有多種干擾鏈路混合，使得干擾問題變得更加復雜，同時，由于中繼系統需要采用2個傳輸時間間隔(TTI)來進行一次傳輸，因而相較于直連模式，吞吐量會不可避免的有所下降，因此資源分配的目標應集中在降低D2D用戶資源分配失敗概率，提高系統的總體應用性和適用性。?

發明內容

本發明的目的是提供一種基于終端直通(D2D)中繼通信的資源分配方法，在D2D中繼通信的干擾分析基礎上，提供一種可靠的高性能的基于LTE-Advanced蜂窩網絡的D2D中繼通信的資源分配方案，以降低D2D資源分配失敗的概率，使更多的D2D用戶可以進行通信，提高系統的總體適用性。?

本發明的技術方案如下：一種基于終端直通中繼通信的資源分配方法，其特征在于：在單個小區中LTE-Advanced蜂窩網絡與D2D系統構成混合網絡，蜂窩網絡的雙工方式為時分雙工，D2D以復用的模式利用小區內蜂窩通信的上行資源，包括與基站的交互、?資源記錄表的更新、資源的申請與分配、中繼節點的選取過程；首先根據輪詢準則，保證通信質量為前提，將系統資源分配給活躍蜂窩用戶，然后根據最大化資源利用率準則，利用遺傳算法來為小區中的D2D用戶選擇最合適的資源進行復用，目標是最小化資源分配失敗的概率，在保證蜂窩用戶正常通信的基礎上，使更多的D2D用戶可以進行通信；包括以下步驟：?

步驟1:假設所有的蜂窩用戶以固定功率P_CO進行通信，而所有的D2D用戶的發送功率則固定為P_SO，所有的用戶終端UE，包括活躍的、空閑的蜂窩用戶和D2D用戶都一直與基站保持著連接并周期地與基站交換信息，即使是正在進行D2D通信的用戶，仍然要受基站控制；?

步驟2:上行蜂窩信道集合記為，所有的無線資源分配和調度都由基站完成，基站維持著一個本小區資源分配實時狀況的信道記錄表，記作ChnTable，用于記錄各信道的使用情況，只要資源分配信息發生了變化，基站就會對其進行更新，一個信道內最多同時共存一個蜂窩用戶和一對基于移動中繼的D2D用戶；?

步驟3:N個蜂窩用戶C_UEs使用N個不同的上行蜂窩信道與基站進行通信，彼此之間沒有干擾，資源分配工作由基站完成，并在ChnTable中記錄更新；?

步驟4:當有潛在的D2D通信可能時，D2D發送用戶S_UE和接收用戶D_UE分別將它們的位置信息報告給基站，這一過程利用內置的全球定位系統GPS或者北斗衛星導航系統BDS模塊來完成，并根據干擾模型來進行蜂窩用戶和D2D用戶的信號干擾噪聲比SINR計算，由基站來決定是否準許進行D2D嘗試，如果不合適的話，該對D2D用戶會被基站拒絕并進入等待隊列；?